大直径整体叶轮分步法电解加工工艺与试验

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1、第31卷第12期航空学报V01．31No．122010年12月ACTAAER()NAUTICAETASTR()NAUTICASINICADec．2010文章编号：1000-6893(2010)12-2450-07大直径整体叶轮分步法电解加工工艺与试验王福元，徐家文，赵建社(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)ProcessandTestofElectrochemicalMachiningofLargeDiameterIntegralImpellerbyFractionalStepMachiningMethodWang

2、Fuyuan，XuJiawen，ZhaoJianshe(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics。Nanjing210016，China)摘要：在对大直径整体叶轮的叶片特征和过去电解加T(ECM)方法比较分析的基础上提出了一种叶片分步加1_的电解加T方法。首先确立了分步法的加工顺序，采用专用仿真软件对叶片的被加工区域进行划分，使前道T．序加T后留下的Ⅸ域满足后道工序的电解加工要求；在此基础七计

3、算各工序的加工运动路径，并根据机床运动配置形式给出了叶片加工所需的四轴联动算法，通过软件自动牛成数控加工自动编程；借助于CAD／CAE／CAM软件设计了一组加工阴极并进行r工艺试验。试验结果表明，通过合理的区域划分，叶盆、叶背和叶根的加工过程具有较好的稳定性，叶背、叶根的加T精度得到了较好的控制。该T艺方法可望较高精度地解决大直径整体叶轮叶片型面加T难题。关键词：整体叶轮；电解加丁；阴极设计；四轴联动；分步法中图分类号：V261．5；TG662文献标识码：AAbstract：Anelectrochemicalmachining(

4、ECM)processbythefractionalstepmethodisproposedforthema—chiningoflargediameterintegralimpellersonthebasisofananalysisofthebladefeaturesandacomparisonoftheavailableprocessschemes．First，themachiningprocedureisdetermined．Aspecialpurposesimulationsoftwareisusedtoclassifyt

5、hemachiningregionofthework-pieceandreservetheareatomeettheprocessingrequirementsofthenextprocedure．Onthisbasis。themotiontracksofthetoolcathodearecalculatedinallprocedures．Thecomputationalmethodsof4-axislinkagedisplacementoftheECMmachinetoolarepresentedandthenumerical

6、controlprogramsareautomaticallyproducedthroughthesoftware．AsetoftoolcathodesareworkedoutbytheCAD／CAE／CAMsoftwareandagroupofexperimentsaredone．Thetestresultsshowthatthemachiningcoursesofthebladebasin，bladebackandbladerootareverysteadybythisreasonableclas—sification，an

7、dthemachiningaccuracyofthebladebasin，bladerootiswellcontrolled．Itisveryprobablethattheprocesscouldbeusedtosolvethemachiningproblemsofthebladesurfacewithhighaccuracy．Keywords：integralimpeller；electrochemicalmachining；cathodedesign；four-axislinkage；fractionalstepmethod

8、随着国防工业的发展，航空发动机性能不断提升，预计在2015--2020年，未来航空发动机推重比将会从目前的8～10提高到15～20，在风扇、压气机和涡轮上采用整体结构是航空发动机发展的一个趋势。叶轮是航空发动机压气机部件的主要零件之一，随着发动机性能的提高和设计